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详解 MVR 蒸发器
MVR 蒸发器简介: MVR 蒸发器 (mechanical vapor recompression)的简称。 mvr 是重新利用它自身产生的二次蒸汽的能量,从而减少对外界能源 的需求的一项技术。早在 60 年代,德国和法国已经成功的将该技 术应用于化工、制药、造纸、污水处理、海水淡化等行业。

mvr 蒸发器 其工作过程是低温位的蒸汽经压缩机压缩, 温度、 压力提高, 热焓增加,然后进入换热器冷凝,以充分利用蒸汽的潜热。除开 车启动外,整个蒸发过程中无需生蒸汽。

多效蒸发过程中,蒸发器某一效的二次蒸汽不能直接作为本 效热源,只能作为次效或次几效的热源。如作为本效热源必须额 外给其能量,使其温度 ( 压力 )提高。蒸汽喷射泵只能压缩部分二 次蒸汽,而 mvr 蒸发器则可压缩蒸发器中所有的二次蒸汽 . 溶液在一个降膜蒸发器里, 通过物料循环泵在加热管内循环。 初始蒸汽用新鲜蒸汽在管外给热,将溶液加热沸腾产生二次汽, 产生的二次汽由涡轮增压风机吸入, 经增压后, 二次汽温度提高, 作为加热热源进入加热室循环蒸发。正常启动后,涡轮压缩机将 二次蒸汽吸入,经增压后变为加热蒸汽,就这样源源不断进行循 环蒸发。蒸发出的水分最终变成冷凝水排出 由于成本原因,单级离心压缩机和高压风机被普遍用于机械 蒸汽再压缩系统。因此下述说明是针对此类设计。离心压缩机是 体积控制机器,即无论吸入压力多大,体积流率几乎保持恒定。 而质量流量的变化与绝对吸入压力成比例。

能量图

单级离心压缩机的压缩循环描绘在焓熵图中。单级离心压缩 机需要的动力: 例如:将来自蒸发器的饱和水蒸汽从吸入状态 p1=1.9 bar, t1=119 ℃压缩到 p2= 2.7 bar, t2=161℃(压缩比 Π= 1.4)。 压缩循环沿着多变曲线 1- 2,蒸汽的比焓增加量 Δhp。对于蒸汽 的比焓 h2, 通过压缩机内效率 (等熵效率) 的等式: 在此温度下, 它进入到蒸发器的加热器。基于被吸入蒸汽的量, kg/hr。 hp 单 位多变(有效)压缩功, kJ/kg。 hs 单位等熵压缩功, kJ/kg。 压缩机的等熵效率(内效率)除其他因素之外,单位多变压 缩功 hp 取决于多方指数 κ 和吸入气体的摩尔质量 M ,以及吸入 温度和要求的压升。对于原动机(电动机、燃气机、涡轮机等) 的实际耦合功率,考虑了更大的机械损耗余量。叶轮由标准材料 制造的单级离心压缩机能够获得压缩因子 1.8 的水蒸汽压升,如 果采用钛等更高质量的材料,压缩因子可高达 2.5。这样一来, 最终压力 p2 就是吸入压力 p1 的 1.8 倍,或最大 2.5 倍,这对应 于饱和蒸汽温度升高约 12-18K,最大温升可到 30K,这取决于吸 入压力。就蒸发技术而言,通常的做法是根据相应的水沸点温度 来表示其压力。这样,有效温差就被直接表示出来。 mvr 蒸发器的技术参数: 1)蒸发一吨水需要耗电为 23-70 度电; 2)可以实现蒸发温度 17- 40℃的低温蒸发(无需冷冻水系统

mvr 蒸发器的原理 : 从蒸发器出来的二次蒸汽, 经压缩机压缩, 压力、 温度升高, 热焓增加,然后送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用,使料液 维持沸腾状态,而加热蒸汽本身则冷凝成水。这样,原来要废弃 的蒸汽就得到了充分的利用,回收了潜热,又提高了热效率,生 蒸汽的经济性相当于多效蒸发的 30 效。 为使蒸发装置的制造尽可 能简单和操作方便,经常使用单效离心再压缩器,也可以是高压 风机或透平压缩器

mvr 能流图 这些机器在 1: 1.2 到 1: 2 压缩比范围内其体积流量较高。 对于低的蒸发速率,也可用活塞式压缩机、滑片压缩机或是螺杆 压缩机。 蒸发设备紧凑,占地面积小、所需空间也小。又可省去冷却 系统。对于需要扩建蒸发设备而供汽,供水能力不足,场地不够 的现有工厂,特别是低温蒸发需要冷冻水冷凝的场合,可以收到 既节省投资又取得较好的节能效果。 mvr 蒸发器的结构 :

蒸发器内部为排列的细管,管外是蒸汽,物料在管内自上而下呈 膜状流动,增加受热面积,可以快速蒸发浓缩。加热后残余的蒸汽和 物料在蒸发器内加热蒸发产生的蒸汽、部分冷凝水,进入分离器进行 分离,冷凝水由分离器下部流出,进入余热模块中的板式换热器,用 来预热进入蒸发器前的物料,蒸汽通过压缩机进行压缩,然后经通过 管路再次进入蒸发器。 设备启动时加入一部分鲜蒸汽进行预热, 可以减少设备启动的时 间。正常运转后,所需鲜蒸汽会大幅度减少,一般浓缩比达到 6 倍以 上就不再需要补充鲜蒸汽。压缩机对二次蒸汽压缩进行压缩,将电能 转化为蒸汽的热能。

mvr 蒸发器流程图 机械蒸汽再压缩机 -设计与功能范围: 用于气体压缩的机器是按照正位移原理或动力学原理来操作 的。在正位移机器中,机器活动件将吸入室和压力室分隔开,操 作室的体积减少而气体压力升高。 在使用往复式压缩机的情况下, 这样的过程通过气缸内活塞的运动来实现的。在动力式机器中, 通过叶轮片高周速的旋转供给气体能量。气体首先被加速然后通 过位于叶轮下游的扩散器减速。这样,高速度转化为压力能。根 据流体通过叶轮的方向,将相关设备称为轴流、混流或离心式压 缩机。最适用的压缩机类型取决于相关应用的操作条件。关键参

数是需要达到的压升和待压缩蒸汽的流量。Π 是最终压力 p2 与 吸入压力 p1 的比值,定义为压缩比。由于蒸发装置经常是在真空 范围内操作,加热表面负荷中等,温差小,所以通常采用离心式 再压缩机。 动力式操作压缩机 混流式离心式 离心风机 单级离心压缩机 多级离心压缩机 mvr 蒸发器的技术特点: 1)低能耗、低运行费用; 2)占地面积小; 3)公用工程配套少,工程总投资少, 4)运行平稳,自动化程度高; 5)无需原生蒸汽; 3)由于常用单效使产品停留时间短 4)工艺简单,实用性强,部分负荷运转特性优异 5)操作成本低

6)可以在 40℃以下蒸发而无需冷冻设备,特别适合于热敏 性物料。 mvr 蒸发器的应用推广范围: 1)蒸发浓缩 2)蒸发结晶 3)低温蒸发 作者:广州心德实业



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